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GBT 21209-2007 变频器供电笼型感应电动机设计和性能导则PDF文本

ICS29.160K20中华人民共和国国家标准GB/T21209-2007/IEC/TS60034-25:2004变频器供电笼型感应电动机设计和性能导则曲争本77 Guide for the design and performanee of cage induction motors specificallydesigned for converter supply(IEC/TS60034-25:2004,IDT)2007-12-03发布2008-05-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会发布蜀Z.Z心
中华人民共和国国家标准变频器供电笼型感应电动机设计和性能导则GB/T21209-2007/1EC/TS60034-25:2004中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码：100045网址www,spc.net.cn电话：6852394668517548中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销开本880×12301/16印张2.25字数63千字2008年4月第一版2008年4月第一次印刷书号：155066·1-31160定价26.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话：(010)68533533運筑素村网Z.ZC.ET
GB/T21209-2007/IEC/TS60034-25:2004目次前言瓜引言N1范围…2规范性引用文件3术语和定义4系统特性24.1概述24.2系统信息24.3转矩/转速因素…34.4变频器控制类型…………………………0…004.5变频器输出电压………………64.6对电动机的要求5损耗及其影响…。95.1概述………………………95.2电压源变频器供电的电动机损耗…95.3附加损耗的产生和诚少方法素木网心亿.?SC…105.4变频器特性对降低电动机损耗的影响………………………105.5温度和预期寿命………………………………105.6电动机效率的确定……106噪声、振动和振荡转矩……………116.1变频器供电的感应电动机的噪声和振动…116.2声功率级的确定及限值………6.3振动烈度的确定及限值……………137电动机绝缘介电应力…………………………………137.1概述……………………………137.2原因…137.3绕组介电应力……157.4绝缘应力承受能力………。167.5职资…167.6变频器特性……177.7降低电压应力的方法……177.8电动机选择…188轴承电流………188.1变频器供电电动机轴承电流的来源188.2高频轴承电流的产生…188.3共模电路………………198.4杂散电容…208.5过量轴承电流的后果…21罚素村网Z.ZS心.ET
GB/T21209-2007/1EC/TS60034-25:20048.6防止高频轴承电流损害………229安装…239.接地、搭接接地和布线………239.2电抗器和滤波器…27附录A（资料性附录)变频器输出频谱…………29運筑Z.
GB/T21209-2007/IEC/S60034-25:2004前言本标准等同采用IEC/TS60034-25:2004《变频器供电的笼型感应电动机设计和性能导则》（英文版)。本标准的附录A是资料性附录。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国旋转电机标准化技术委员会(SAC/TC26)归。本标准负责起草单位：上海电器科学研究所（集团）有限公司。本标准参加起草单位：山东华力电机集团股份公司、武汉卧龙湖北电机有限公司、上海南洋电机有限公司、西安西玛电机有限公司、江苏锡安达防爆股份有限公司、无锡华达电机有限公司、浙江金龙电机股份有限公司、长江航运集团电机厂、威灵滑江电机股份有限公司、江西特种电机股份有限公司、湘潭电机股份有限公司、闽东安波电器有限公司、中国北方机车车辆工业集团永济电机厂、江苏大中电机股份有限公司、河北衡水电机股份有限公司等。本标准主要起草人：李秀英、顾卫东、张文斌、邓汉辉、岑兆奇、薄月琴、陆进生、吴国华、叶锦武、柏皓光、刘宇琼、吴冬英、李春林、韩顺虎、张彩霞、王荷芬、曹中水。J.NE0興尚理览Z.ZC
GB/T21209-2007/IEC/TS60034-25:2004引言本引言的目的是为了说明本标准。电动机的种类：有两种类型的电动机可应用于变速驱动系统。·为一般用途设计的标准笼型感应电动机。这类电动机的设计和性能经过优化以适宜在恒频正弦波供电电压下运行。不过它们仍然适用于变速驱动系统。GB/T20161一2006给出了在这些场合应用的导则。·为变频供电专用设计的笼型感应电动机。这类电动机的设计和结构以标准笼型感应电动机符合标准的机座号及尺寸为基础，但进行了一些改造以适宜变频供电运行。本标准涵盖了此类型的电动机，并且在本标准中推荐使用基准值对电动机进行标记。1000V以上变频器供电的电动机或除了电压源供电的变频器，均在本标准的下一版考虑。电动机与电气传动系统的整合：图1为电气传动系统(PDS)的图解。电气传动系统由电动机和成套传动模块(CDM)组成，但不包括由电动机传动的设备。成套传动模块(CDM)由基本传动模块(BDM)及可能的外部扩展（例如馈电部分)或者一些辅助设备（例如通风装置）组成。BDM含变频器、控制器及自保护功能。GB/T12668.22002涵盖了整个PDs系统药额定值和鞋能网J.NE注：GB/T12668.2-2002中的图1提供了PDS系统详尽的结构参数。IEC60034系列涵盖了与电气传动系统适当整合的电动机本体及其附加要求。电源供电电传动系系统标准GB/T12668.2-2002所有资的整个PDS的额定值和性能一一非单个子系统电源转换功能单元：IEC60146以变频器特性及其与电气传动系统的关系：(所有部分)应用导则（控制策略、诊断、拓扑）控制器、保护器、辅助设备电机变颜器供电笼型感应电动机导则1EC60034M(所有部分)GB/T20161-2006一般用途笼型感应电动机GB/T21209-2007变频供电专用设计的笼型感应电动机传动设备图1电气传动系统的组成部分理强ZI
GB/T21209-2007/IEC/TS60034-25:2004变频器供电笼型感应电动机设计和性能导则1范围本标准描述了1000V及以下电压源型变频器供电专用多相笼型感应电动机的性能特征和设计特点。本标准还规定了作为电气传动系统一部分的电动机和变频器之间的接参数和相互作用，包括安装指南。注1：电动机若运行于潜在爆炸性气体环境，应符合GB3836系列给出的附加要求。注2：安全性并非本标准的主要涉及内容，但其给出的一些议牵涉到必须考虑的安全性问题。注3：若变频器制造商给出了特定的安装议，则应优先采用其议，再参照本标准。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB755一2000旋转电机定额和性能(idt IEC60034-1:1996)GB/T755.2一2003旋转电机（牵引电机除外）确定损耗和效率的试验方法(EC60034-2:1972,IDT)典可系灯0.心'Z5心.E1GB/T1993一1993旋转电机冷却方法(cgv1EC60034-6:1991)GB10068一2000轴中心高为56mm及以上电机的机械振动振动的测量、评定及限值(idt IEC60034-14:1996)GB10069.3一2006旋转电机噪声测定方法及限值第3部分：噪声限值(IEC60034-9:1997,IDT)GB/T12668.2一2002调速电气传动系统第2部分：一般要求低压交流变频电气传动系统额定值的规定(IEC61800-2:1998,IDT)GB/T12668.3一2003调速电气传动系统第3部分：产品的电磁兼容性标准及其特定的试验方法(IEC61800-3:1996,IDT)GB/T20161一2006旋转电机第17部分：变频器供电的笼型感应电动机应用导则(IEC6003417:2002,IDT)IEC61800-5-1调速电气传动系统第5-1部分：安全要求电气、热和能量3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1搭接接地bonding设备的金属部件的电气连接并接地。注：本标准中，该定义结合了IEV195-01-10(等电位连接)和1IEV195-01-16(功能性等电位连接)中的要素。3.2变频器converter由一个或多个电子开关器件和相关的元器件，与变压器、滤波器、换相辅助器件、控制器、保护和辅1興尚理筑素前网Z.ZC.E1
GB/T21209-2007/1EC/TS60034-25:2004助部件（若有）组成的，用于改变一个或多个电气特性的电力变换用的工作单元。注：这个定义取之于GB/T12668.2-2002,IEC60034这一部分中包含的成套传动模块(CDM)和基本传动模块(BDM)术语与GB/T12668系列所述一致。3.3EMC(电磁兼容性)EMC(electromagnetic compatibility)一个设备或系统能在其电磁环境中正常地运行而对该环境中的其他设备不产生过度电磁干扰的能力。3.4弱磁field weakening当电机磁通低于电动机相应的定额磁通时的一种运行模式。3.5峰值上升时间peak rise time从峰值电压的10%上升到90%之间的时间间隔（见图14），3.6电气传动系统power drive systemPDS由电力设备（包括变频器部分、交流电动机和其他设备，但不限于馈电部分）和控制设备（包括开关控制，如通/断控制，电压、频率或电流控制，触发系统、保护、状态监控、通讯、测试、诊断、生产过程接/端等)组成的系统。3.7地健PE为了电气安全将一个系统、装置或设备中的一点或数点接地。3.8越程带skip band当PDS稳态运行被抑制时的运行频率中的小波段。3.9表面传输阻抗surface transfer impedance同轴电缆外表面上的电流在同轴电缆中心导线上单位长度感应的电压份额。4系统特性4.1概述虽然对任何应用场合规定电动机和变频器特点的方法都很相似，但最终的选择在很大程度上受到应用类型的影响。在本章中，叙述了这些方法并讨论了各种类型应用负载的影响。4.2系统信息了解包括传动负载、电动机、变频器和电网电源的完整的系统信息是使系统中电动机达到要求性能的最佳方法。通常该信息应包含：·不同转速时的功率或转矩要求；·负载和电动机的期望转速范围；·受控过程中的加速度和减速度要求；·起动要求，包括起动次数和负载说明（折算到电动机轴上的转动惯量、起动时的负载力矩）；·是连续应用过程还是起动、停止和速度变化的周期工作制应用；·包括了传动系统元件运行的环境在内的应用类型的一般说明；·电动机和变频器本身不能满足的附加功能说明（如：电动机温度监控、必要时变频器的旁路能力、特殊的时序回路或控制系统的基准速度信号)；理筑素前网Z.ZC.ET
GB/T21209-2007/IEC/TS60034-25:2004·可用的电源和布线说明，最终的配置将受所选择系统的要求影响。4.3转矩/转速因素4.3.1概述图2、图3和图4所示分别为变频器供电的笼型感应电动机的典型的转矩/转速特性、主要影响因素和其结果。根据电气传动系统的性能要求，可以设计出适应各种限值的不同类型的电动机。注：图2一图4没有示出可能的越程带（见4.3.5）。4.3.2转矩/转速性能图2所示为变频器供电的笼型感应电动机的转矩/转速性能。可获得的最大转矩受电动机定额和变频器电流限值的限制。在弱磁频率f。和转速。以上，电动机可以恒功率运行，其转矩正比于1/n。如果达到了最大转矩的最小值（正比于1/n2),则功率按1/n比率降低，转矩按1/n2比率下降（扩充的区域)。最大转速受机械强度和转子稳定性、轴承系统的速度承受能力和其他机械参数的限制。C-1/n-l/n2筑材树连续运行短时运行起动提升T。恒转矩范围，P。—恒功率范围；E,一扩展范围；C,一独立冷却；C,一自冷却。图2转矩/转速性能图3所示为相应的变频器输出电流(I)性能。PE图3变频器输出电流興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
GB/T21209-2007/IEC/TS60034-25:20044.3.3电压/转速特性变频器输出电压(U)可按不同方式随转速变化，如图4所示。U0DfA一电压随速度增加而增加，在弱磁频率f。时达到最大输出电压U;B一电压随速度增加而增加，在弱磁颜率f。以上达到最大输出电压U:,这扩大了恒磁通的范围（恒转矩），但在这一速度范围内有效转矩减少；C一一电压随速度增加而增加至弱磁频率f。处，然后以缓慢的速率增长，并在f,处达到最大输出电压U:,以避免在恒磁通范围内出现过大的转矩降低；D一在低速时提高电压以改善起动性能。在任资合莲竞条要袋法预础纯老NE丁4.3.4转矩/转速性能的限制因素表1所示为影响转矩/转速性能的主要因素。表1影响转矩/转速性能的主要因素状态电动机变频器和电动机最初起动最大磁通最大电流恒定磁通冷却（电流变化的I严R损耗）最大电流最高转速（机械强度及稳定性）弱磁运行（降低磁通）最高电压最大转矩值（最大转矩）动态响应等值电路参数（模拟确定）控制性能4.3.5越程带变频器供电的电动机的转速范围内所包含的某些速度会使电动机定子、电动机/负载的轴系统或从动设备的部件产生共振。通过变频器的设置，有可能跳过这些共振频率。然而，即使跳过了共振频率，当电动机运行于该共振转速之上的任何转速时，仍将带动负载加速经过该共振速度。减少加速时间有利于诚少共振时间。4.3.6工作制4.3.6.1概述在各种工作制运行中，负载或转速经常变化（见GB755-2000),会在一些方面影响电动机和变频器。·电动机散热随转速和冷却方式而变化。·可能要求电动机的转矩大于满截转矩。为了加速、操纵最大负荷甚至使负载减速，可能要求电动机高于满负荷运行。高于额定电流运行将增加电动机的发热。当电动机过载时需要采用比理筑素前阀Z.ZC.ET
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tanhui

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